Python文本处理：LDA主题聚类模型

一、模型简介

LDA（Latent Dirichlet Allocation）是一种生成式概率模型，用于发现文本数据中隐藏的主题分布。本项目基于Python实现LDA主题模型，包含文本预处理、最佳主题数目选择、关键词提取、词云生成以及PyLDAvis可视化等步骤。

二、数据预处理

文本清洗

对文本数据进行清理操作，包括：

去除标点符号；

去除数字。

代码实现：

text = re.sub(r'[^\w\s]', '', text) 
text = re.sub(r'\d+', '', text)  

分词处理

利用jieba库对文本进行中文分词。

代码实现：

words = jieba.lcut(text) 

停用词过滤

加载停用词表，过滤掉无意义的词语，同时保留长度大于1的词。

代码实现：

stop_words_path = "stop_words.txt" 
with open(stop_words_path, 'r', encoding='utf-8') as f:
    stop_words = set(f.read().splitlines())
filtered_words = [word for word in words if word not in stop_words and len(word) > 1]

三、词典与语料库构建

利用gensim库，创建词典和语料库，为后续主题模型训练做好准备。

代码实现：

dictionary = corpora.Dictionary(processed_texts)
corpus = [dictionary.doc2bow(text) for text in processed_texts]

四、主题数目的选择

一致性评分计算

通过CoherenceModel计算不同主题数目下的一致性评分。

代码实现：

coherence_model = CoherenceModel(model=lda_model, texts=processed_texts, dictionary=dictionary, coherence='c_v')

最佳主题数目确定

绘制一致性评分图表，选择评分最高的主题数目。

代码实现：

plt.plot(topic_range, coherence_scores)
plt.xlabel('Number of Topics')
plt.ylabel('Coherence Score')
plt.title('Coherence Score for Different Topic Numbers')
plt.show()

五、LDA主题模型训练

使用最佳主题数目训练LDA模型，并提取每个主题的关键词。

代码实现：

lda_model = models.LdaModel(corpus, num_topics=selected_num_topics, id2word=dictionary, passes=10, random_state=42)

关键词提取

打印每个主题的关键词，并保存到Excel文件。

代码实现：

topics = []
for idx, topic in lda_model.print_topics(-1):
    topics.append([f"主题 {idx + 1}", topic])
df_topics = pd.DataFrame(topics, columns=["主题", "关键词"])
df_topics.to_excel("主题关键词.xlsx", index=False)

六、主题词云生成

为每个主题生成词云图，展示关键词的相对重要性。

代码实现：

words = dict(lda_model.show_topic(idx, topn=30))
wordcloud = WordCloud(font_path="msyh.ttc", background_color='white', width=800, height=400).generate_from_frequencies(words)

七、PyLDAvis主题可视化

利用pyLDAvis库可视化主题分布和词项关联，并保存为HTML文件。

代码实现：

lda_vis = pyLDAvis.gensim_models.prepare(lda_model, corpus, dictionary)
pyLDAvis.save_html(lda_vis, "lda.html")

八、总结与展望

通过本项目，系统地展示了利用LDA主题模型进行文本数据分析的全过程。首先，对原始数据进行了清洗、分词和停用词过滤等预处理操作，确保输入模型的文本质量。接着，通过构建词典与语料库，结合一致性评分确定了最佳主题数目，确保模型的结果具有较高的可解释性。在主题建模阶段，提取了每个主题的关键词，并通过词云直观展示了各主题的核心词汇分布。此外，利用PyLDAvis实现了主题与词项关联的动态可视化，有效提升了分析结果的可读性。

本项目成果表明，LDA模型是一种强大的文本分析工具，尤其在挖掘大规模文本数据的潜在主题方面具有显著优势。然而，该模型对参数设置敏感，未来可以进一步优化参数，如主题数目和训练次数。同时，可尝试引入动态主题模型（DTM）或结合深度学习方法，处理随时间变化的主题结构，从而提升分析的深度与广度。

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_62375676/article/details/145264295

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